KR101257840B1 - Inkjet head having piezoelectric actuator for restrictor - Google Patents
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Abstract
리스트릭터용 압전 액츄에이터를 구비한 잉크젯 헤드가 개시된다. 개시된 잉크젯 헤드의 유로 형성판에는 잉크가 유입되는 잉크 인렛과, 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버와, 잉크 인렛을 통해 유입된 잉크를 다수의 압력 챔버에 공급하기 위한 통로인 매니폴드와, 매니폴드와 다수의 압력 챔버를 연결하는 다수의 리스트릭터와, 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 잉크 유로가 형성된다. 상기 유로 형성판 상에 다수의 압력 챔버에 대응되는 위치에는 다수의 압력 챔버 각각에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 액츄에이터가 마련된다. 상기 유로 형성판 상에 다수의 리스트릭터에 대응되는 위치에는 다수의 리스트릭터 각각의 단면적을 변화시키는 제2 압전 액츄에이터가 마련된다. 상기 제2 압전 액츄에이터는 잉크 토출 과정에서는 리스트릭터의 단면적을 감소시켜 잉크의 역류를 억제하고, 잉크 리필 과정에서는 리스트릭터의 단면적을 증가시켜 충분한 잉크의 리필이 이루어지도록 한다. Disclosed is an inkjet head having a piezoelectric actuator for a restrictor. The flow path forming plate of the disclosed ink jet head includes an ink inlet into which ink is introduced, a plurality of pressure chambers filled with ink to be discharged, a manifold which is a passage for supplying ink introduced through the ink inlets to the plurality of pressure chambers; An ink flow path including a plurality of restrictors connecting the manifold and the plurality of pressure chambers and a plurality of nozzles for ejecting ink from the plurality of pressure chambers is formed. A first piezoelectric actuator is provided at a position corresponding to the plurality of pressure chambers on the flow path forming plate to provide driving force for ejecting ink to each of the plurality of pressure chambers. A second piezoelectric actuator for changing a cross-sectional area of each of the plurality of restrictors is provided at a position corresponding to the plurality of restrictors on the flow path forming plate. The second piezoelectric actuator reduces the cross-sectional area of the restrictor in the ink ejecting process to suppress backflow of the ink, and increases the cross-sectional area of the restrictor in the ink refilling process to allow sufficient ink refilling.
Description
도 1은 종래의 압전 방식의 잉크젯 헤드의 일반적인 구성을 도시한 평면도이다. 1 is a plan view showing a general configuration of a conventional piezoelectric inkjet head.
도 2는 도 1에 도시된 압력 챔버의 길이 방향을 따른 종래의 압전 방식의 잉크젯 헤드의 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional piezoelectric inkjet head along the length direction of the pressure chamber shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 헤드를 부분 절단하여 나타낸 분해 사시도이다. Figure 3 is an exploded perspective view showing a part of the piezoelectric inkjet head according to the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 잉크젯 프린트헤드의 수직 구조를 보여주는 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a vertical structure of the inkjet printhead shown in FIG. 3.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 잉크젯 헤드의 작동을 설명하기 위한 단면도들이다. 5A and 5B are cross-sectional views for explaining the operation of the inkjet head according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110...제1 유로 형성판 120...제2 유로 형성판110 ... 1st flow
130...제3 유로 형성판 140...제1 압전 액츄에이터130 ... 3rd flow
141...제1 하부 전극 142...제1 압전막141 ... first
143...제1 상부 전극 150...제2 압전 액츄에이터143 ... first
151...제2 하부 전극 152...제2 압전막151 ... second
153...제2 상부 전극 161...잉크 인렛153 ... second
162...매니폴드 163...리스트릭터162 ... Manifold 163 ... Lister
164...압력 챔버 165...노즐164
본 발명은 압전 방식의 잉크젯 헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리스트릭터의 단면적을 변화시키기 위한 압전 액츄에이터를 구비한 잉크젯 헤드에 관한 것이다. The present invention relates to a piezoelectric inkjet head, and more particularly, to an inkjet head having a piezoelectric actuator for changing the cross-sectional area of the restrictor.
일반적으로 잉크젯 헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 용지나 직물 등 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 인쇄 매체의 표면에 소정 색상의 화상을 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 헤드는 잉크 토출 방식에 따라 여러 가지로 나뉠 수 있다. 그 중 하나는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크를 토출시키는 열구동 방식의 잉크젯 헤드이고, 다른 하나는 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크를 토출시키는 압전 방식의 잉크젯 헤드이다. 2. Description of the Related Art In general, an ink-jet head is a device that prints a predetermined color image on a surface of a printing medium by discharging a minute droplet of the printing ink to a desired position on a printing medium such as paper or fabric. Such an ink-jet head can be divided into various types according to an ink ejection method. One of them is a thermal drive type inkjet head which generates bubbles in ink by using a heat source and discharges the ink by the expansion force of the bubbles and the other is a piezoelectric inkjet head using a piezoelectric body, And discharges the ink by the applied pressure.
상기한 압전 방식 잉크젯 헤드의 일반적인 구성은 도 1과 도 2에 도시되어 있다. The general configuration of the piezoelectric inkjet head described above is shown in FIGS. 1 and 2.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 유로 형성판(10, 20, 30)에는 잉크 유로를 구 성하는 잉크 인렛(61), 매니폴드(62), 다수의 리스트릭터(63), 다수의 압력 챔버(64) 및 다수의 노즐(65)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 유로 형성판(10)의 상면에는 다수의 압력 챔버(640에 대응하는 위치에 압전 액츄에이터(40)가 마련되어 있다. 상기 매니폴드(62)는 제2 유로 형성판(20)에 형성되어 도시되지 않은 잉크 탱크로부터 잉크 인렛(61)을 통해 유입된 잉크를 다수의 압력 챔버(64) 각각으로 공급하는 통로 역할을 한다. 다수의 리스트릭터(63)는 제2 유로 형성판(20)의 상면에 형성되어 매니폴드(62)와 다수의 압력 챔버(64) 각각을 연결하는 통로 역할을 한다. 다수의 압력 챔버(64)는 토출될 잉크가 채워지는 곳으로, 제2 유로 형성판(20)에 형성되며 매니폴드(62)의 일측 또는 양측에 배열되어 있다. 이러한 다수의 압력 챔버(64)는 압전 액츄에이터(40)의 구동에 의해 그 부피가 변화함으로써 잉크의 토출 또는 유입을 위한 압력 변화를 생성하게 된다. 이를 위해, 제1 유로 형성판(10) 중 다수의 압력 챔버(64) 각각을 덮고 있는 부분들은 압전 액츄에이터(40)에 의해 변형되는 진동판(12)의 역할을 하게 된다. 다수의 노즐(65)은 제3 유로 형성판(30)을 관통하도록 형성되며, 다수의 압력 챔버(64) 각각에 연결되도록 배치된다. Referring to FIG. 1 and FIG. 2, the flow
이러한 구성을 가진 종래의 압전 방식 잉크젯 헤드의 작동을 설명하면, 압전 액츄에이터(40)에 구동 신호가 인가되면 압전 액츄에이터(40)와 함께 진동판(12)이 변형되면서 압력 챔버(64)의 부피가 감소하게 되고, 이에 따른 압력 챔버(64) 내의 압력 증가에 의해 압력 챔버(64) 내의 잉크는 노즐(65)을 통해 외부로 토출된다. 이어서, 압전 액츄에이터(40)와 함께 진동판(12)이 원상으로 복원되면 압력 챔버(64)의 부피가 증가하게 되고, 이에 따른 압력 감소에 의해 잉크가 매니폴드(62) 로부터 리스트릭터(63)를 통해 압력 챔버(64) 내로 리필된다. Referring to the operation of a conventional piezoelectric inkjet head having such a configuration, when a driving signal is applied to the
그런데, 종래의 압전 방식의 잉크젯 헤드에 있어서는, 압전 액츄에이터(40)의 구동에 의한 잉크 토출 과정에서 잉크는 노즐(65)을 통해 토출될 뿐만 아니라 그 일부는 리스트릭터(63)를 통해 매니폴드(62) 쪽으로 역류된다. By the way, in the piezoelectric inkjet head of the related art, not only the ink is discharged through the
이와 같이 역류되는 잉크는 매니폴드(62)를 통해 인접한 다른 압력 챔버들(64)에도 영향을 미치게 되는데, 이러한 현상을 크로스 토크(cross talk)라고 한다. 이러한 크로스 토크는 인접한 압력 챔버(64)에 연결된 노즐(65) 내부의 잉크의 메니스커스(meniscus)를 불안정하게 하고, 이에 따라 다수의 노즐(65) 각각을 통해 토출되는 잉크 액적의 속도 및 부피에 편차를 발생시키는 문제점이 있다. 그리고, 잉크가 역류되는 현상이 발생됨으로써 노즐(65)을 통해 토출되는 잉크의 체적이 감소하게 되는 문제점도 발생하게 된다. This backflowing ink also affects other
따라서, 리스트릭터(63)는 매니폴드(62)로부터 압력 챔버(64)로 잉크를 리필하는 역할 뿐만 아니라 잉크 토출 과정에서의 잉크의 역류를 억제하는 역할도 하여야 한다. 이와 같이, 리스트릭터(63)는 잉크의 역류를 효과적으로 방지하기 위해서는 그 단면적이 적을수록 좋으나, 잉크의 충분한 리필을 위해서는 그 단면적이 커야 한다는 상반된 조건을 가지고 있는 것이다. 그러나, 종래의 리스트릭터(63)는 그 단면적이 고정되어 있어서 상기한 두 가지 조건을 동시에 만족시키는 것이 곤란하였다. Therefore, the
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으 로, 특히 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 압력 챔버용 압전 액츄에이터와 함께 리스트릭터의 단면적을 변화시키기 위한 압전 액츄에이터를 구비함으로써, 잉크의 역류 방지와 충분한 리필을 확보할 수 있는 압전 방식의 잉크젯 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, in particular by providing a piezoelectric actuator for changing the cross-sectional area of a restrictor with a piezoelectric actuator for a pressure chamber that provides a driving force for ink ejection, It is an object of the present invention to provide a piezoelectric inkjet head capable of preventing backflow and ensuring sufficient refilling.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 헤드는, Piezoelectric inkjet head according to the present invention for achieving the above technical problem,
잉크가 유입되는 잉크 인렛과, 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버와, 상기 잉크 인렛을 통해 유입된 잉크를 상기 다수의 압력 챔버에 공급하기 위한 통로인 매니폴드와, 상기 매니폴드와 상기 다수의 압력 챔버를 연결하는 다수의 리스트릭터와, 상기 다수의 압력 챔버로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 잉크 유로가 형성된 유로 형성판; An ink inlet into which ink is introduced, a plurality of pressure chambers filled with ink to be discharged, a manifold which is a passage for supplying ink introduced through the ink inlet to the plurality of pressure chambers, the manifold and the plurality of A flow path forming plate including a plurality of restrictors for connecting pressure chambers of the ink chamber and an ink flow path including a plurality of nozzles for ejecting ink from the plurality of pressure chambers;
상기 유로 형성판 상에 상기 다수의 압력 챔버에 대응되는 위치에 마련되어 상기 다수의 압력 챔버 각각에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 액츄에이터; 및A first piezoelectric actuator provided at a position corresponding to the plurality of pressure chambers on the flow path forming plate to provide a driving force for ejecting ink to each of the plurality of pressure chambers; And
상기 유로 형성판 상에 상기 다수의 리스트릭터에 대응되는 위치에 마련되어 상기 다수의 리스트릭터 각각의 단면적을 변화시키는 제2 압전 액츄에이터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.And a second piezoelectric actuator provided at a position corresponding to the plurality of restrictors on the flow path forming plate to change a cross-sectional area of each of the plurality of restrictors.
본 발명에 있어서, 상기 제1 압전 액츄에이터의 구동에 의해 상기 압력 챔버로부터 상기 노즐을 통해 잉크가 토출될 때, 상기 제2 압전 액츄에이터도 구동되어 상기 리스트릭터의 단면적을 감소시킴으로써 잉크의 역류를 억제할 수 있다. In the present invention, when ink is discharged from the pressure chamber through the nozzle by driving the first piezoelectric actuator, the second piezoelectric actuator is also driven to reduce the back flow of the ink by reducing the cross-sectional area of the restrictor. Can be.
그리고, 상기 제2 압전 액츄에이터는 상기 제1 압전 액츄에이터에 연동되거나 독립적으로 제어될 수 있다.The second piezoelectric actuator may be linked to or independently controlled by the first piezoelectric actuator.
본 발명에 있어서, 상기 제1 압전 액츄에이터와 제2 압전 액츄에이터 각각은 상기 유로 형성판 상에 형성되는 하부 전극과, 상기 하부 전극 위에 형성되는 압전막과, 상기 압전막 위에 형성되는 상부 전극을 포함할 수 있다. In the present invention, each of the first piezoelectric actuator and the second piezoelectric actuator may include a lower electrode formed on the flow path forming plate, a piezoelectric film formed on the lower electrode, and an upper electrode formed on the piezoelectric film. Can be.
그리고, 상기 제1 압전 액츄에이터의 하부 전극과 제2 압전 액츄에이터의 하부 전극은 하나의 도전성 금속 물질층으로 함께 형성될 수 있다. The lower electrode of the first piezoelectric actuator and the lower electrode of the second piezoelectric actuator may be formed together as one conductive metal material layer.
본 발명에 있어서, 상기 유로 형성판은 적층된 복수의 유로 형성판을 포함할 수 있다. In the present invention, the flow path forming plate may include a plurality of stacked flow path forming plates.
그리고, 상기 복수의 유로 형성판 중 최상층 유로 형성판 상에 상기 제1 압전 액츄에이터와 제2 압전 액츄에이터가 형성되며, 상기 최상층 유로 형성판 중 상기 다수의 압력 챔버를 덮고 있는 부분과 상기 다수의 리스트릭터를 덮고 있는 부분은 각각 상기 제1 압전 액츄에이터와 제2 압전 액츄에이터의 구동에 의해 변형되는 진동판의 역할을 할 수 있다. The first piezoelectric actuator and the second piezoelectric actuator are formed on an uppermost flow path forming plate among the plurality of flow path forming plates, and a portion of the uppermost flow path forming plate covering the plurality of pressure chambers and the plurality of restrictors. The portion covering the may serve as a diaphragm deformed by the driving of the first piezoelectric actuator and the second piezoelectric actuator, respectively.
또한, 상기 복수의 유로 형성판은 각각 실리콘 기판으로 이루어질 수 있다.In addition, each of the plurality of flow path forming plates may be formed of a silicon substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 한 층이 기판이나 다른 층의 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다 른 층에 직접 접하면서 그 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제 3의 층이 존재할 수도 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, when one layer is described as being on top of a substrate or another layer, the layer may be present over and in direct contact with the substrate or another layer, with a third layer in between.
도 3은 본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 헤드를 부분 절단하여 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 잉크젯 프린트헤드의 수직 구조를 보여주는 단면도이다. 3 is an exploded perspective view showing a piezoelectric inkjet head of the present invention partially cut away, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a vertical structure of the inkjet printhead shown in FIG. 3.
도 3과 도 4를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 압전 방식의 잉크젯 헤드는, 잉크 유로가 형성된 유로 형성판(110, 120, 130)과, 상기 유로 형성판(110, 120, 130) 상에 형성된 제1 압전 액츄에이터(140) 및 제2 압전 액츄에이터(150)를 구비한다. 3 and 4 together, the piezoelectric inkjet head according to the present invention is formed on the flow
상기 유로 형성판(110, 120, 130)에 형성된 상기 잉크 유로는, 도시되지 않은 잉크 탱크로부터 잉크가 유입되는 잉크 인렛(161)과, 토출될 잉크가 채워지는 다수의 압력 챔버(164)와, 상기 잉크 인렛(161)을 통해 유입된 잉크를 상기 다수의 압력 챔버(164)에 공급하기 위한 통로인 매니폴드(162)와, 상기 매니폴드(162)와 상기 다수의 압력 챔버(164)를 연결하는 다수의 리스트릭터(163)와, 상기 다수의 압력 챔버(164)로부터 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐(165)을 포함한다. The ink flow paths formed in the flow
상기 유로 형성판(110, 120, 130)은 제1 유로 형성판(110), 제2 유로 형성판(120) 및 제3 유로 형성판(130)을 포함할 수 있다. 상기 유로 형성판(110, 120, 130)으로는 반도체 집적 회로의 제조에 널리 사용되는 실리콘 기판이 사용될 수 있다. The flow
상기 제2 유로 형성판(120)에는 상기 매니폴드(162)가 일방향으로 길게 형성 될 수 있다. 그리고, 상기 다수의 압력 챔버(164)는 상기 매니폴드(162)의 일측에 1열로 배열되도록 상기 제2 유로 형성판(120)에 형성될 수 있다. 상기 다수의 리스트릭터(163)는 제2 유로 형성판(120)의 상면에 소정 깊이로 형성되어 상기 매니폴드(162)와 상기 다수의 압력 챔버(164) 각각을 연결할 수 있다. The manifold 162 may be formed long in the second flow
상기 제1 유로 형성판(110)은 상기 매니폴드(162)와 상기 다수의 압력 챔버(174)를 덮도록 상기 제2 유로 형성판(120) 위에 적층될 수 있다. 그리고, 상기 제1 유로 형성판(110)에는 상기 잉크 인렛(161)이 수직으로 관통되도록 형성되어 상기 매니폴드(162)에 연결될 수 있다. The first flow
상기 제3 유로 형성판(130)은 상기 제2 유로 형성판(120)의 하부에 배치되며, 상기 다수의 압력 챔버(164) 각각에 대응되는 다수의 노즐(165)이 형성될 수 있다. The third flow
한편, 상기 유로 형성판(110, 120, 130)은 두 개의 기판으로 이루어질 수도 있으며, 네 개 이상의 기판으로 이루어질 수도 있다. 따라서, 도 3과 도 4에 도시된 유로 형성판(110, 120, 130)의 구성은 단지 예시적인 것에 불과하다. 또한, 상기 유로 형성판(110, 120, 130)에 형성되는 잉크 유로의 배치와 구조도 단지 예시적인 것에 불과하다.Meanwhile, the flow
상기 제1 압전 액츄에이터(140)는 상기 유로 형성판(110, 120, 130) 상에 상기 다수의 압력 챔버(164)에 대응되는 위치에 마련되고, 상기 제2 압전 액츄에이터(150)는 상기 유로 형성판(110, 120, 130) 상에 상기 다수의 리스트릭터(163)에 대응되는 위치에 마련된다. 구체적으로, 상기 제1 압전 액츄에이터(140)는 상기 다 수의 압력 챔버(164)를 덮고 있는 제1 유로 형성판(110)의 상면에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 압전 액츄에이터(150)도 상기 다수의 리스트릭터(163)를 덮고 있는 제1 유로 형성판(110)의 상면에 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 유로 형성판(110) 중 상기 다수의 압력 챔버(164)를 덮고 있는 부분은 상기 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동에 의해 변형되는 진동판(112)의 역할을 할 수 있으며, 상기 제1 유로 형성판(110) 중 상기 다수의 리스트릭터(163)를 덮고 있는 부분은 상기 제2 압전 액츄에이터(150)의 구동에 의해 변형되는 진동판(114)의 역할을 할 수 있다.The first
상기 제1 압전 액츄에이터(140)는 공통 전극의 역할을 하는 제1 하부 전극(141)과, 구동 신호의 인가에 따라 변형되는 제1 압전막(142)과, 구동 전극의 역할을 하는 제1 상부 전극(143)을 구비할 수 있다. 상기 제1 하부 전극(141)은 상기 제1 유로 형성판(110)의 전 표면에 형성될 수 있으며, 도전성 금속 물질층으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 압전막(142)은 제1 하부 전극(141) 위에 형성되며, 압전물질, 바람직하게는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 세라믹 재료로 이루어질 수 있다. 상기 제1 상부 전극(143)은 제1 압전막(142) 위에 형성되며, 제1 압전막(142)에 구동 신호를 인가하는 구동 전극의 역할을 하게 된다.The first
상기 제2 압전 액츄에이터(150)도 공통 전극의 역할을 하는 제2 하부 전극(151)과, 구동 신호의 인가에 따라 변형되는 제2 압전막(152)과, 구동 전극의 역할을 하는 제2 상부 전극(153)을 구비할 수 있다. 상기 제2 하부 전극(151), 제2 압전막(152) 및 제2 상부 전극(153) 각각의 구체적 구성과 역할은 상기한 제1 하부 전극(141), 제1 압전막(142) 및 제1 상부 전극(143)과 동일하다. The second
그리고, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 압전 액츄에이터(140)의 제1 하부 전극(141)과 제2 압전 액츄에이터(150)의 제2 하부 전극(151)은 하나의 도전성 금속 물질층으로 함께 형성될 수 있다. 3 and 4, the first
상기한 구성을 가진 상기 제1 압전 액츄에이터(140)는 상기 다수의 압력 챔버(164) 각각에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 역할을 하며, 상기 제2 압전 액츄에이터(150)는 상기 다수의 리스트릭터(163) 각각의 단면적을 변화시키는 역할을 하게 된다. 이에 대해서는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다. The first
이하에서는, 도 5a 및 도 5b를 참조하면서 본 발명에 따른 잉크젯 헤드의 작동을 설명하기로 한다. Hereinafter, the operation of the inkjet head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
먼저, 도 5a를 참조하면, 잉크의 토출을 위해 제1 압전 액츄에이터(140)에 구동 신호를 인가하면, 제1 압전 액츄에이터(140)와 함께 그 아래의 진동판(112)이 변형되면서 압력 챔버(164)의 부피가 감소하게 된다. 이에 따른 압력 챔버(164) 내의 압력 증가에 의해 압력 챔버(164) 내의 잉크는 노즐(165)을 통해 외부로 토출된다. 그리고, 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동에 연동하여 또는 독립적으로 제2 압전 액츄에이터(150)에도 구동 신호가 인가되고, 이에 따라 제2 압전 액츄에이터(150)와 함께 그 아래의 진동판(114)이 변형되면서 리스트릭터(163)의 단면적이 감소된다. 이때, 제2 압전 액츄에이터(150)의 구동은 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동과 동시에 이루어질 수 있으며, 또는 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동으로부터 소정 시간 후에 이루어질 수도 있다.First, referring to FIG. 5A, when a driving signal is applied to the first
이와 같이, 상기 리스트릭터(163)의 단면적이 감소됨으로써 압력 챔버(164) 로부터 매니폴드(162)로 향하는 잉크의 역류가 억제될 수 있다. 따라서, 잉크의 역류로 인해 인접한 노즐들(165) 사이에 서로 영향을 미치는 크로스 토크 현상이 방지될 수 있다. 또한, 제1 압전 액츄에이터(140)의 구동력의 대부분이 잉크의 토출에 사용될 수 있으므로, 노즐(165)을 통해 토출되는 잉크 액적의 체적과 속도가 증가하게 된다.As such, the cross-sectional area of the restrictor 163 may be reduced, so that backflow of ink from the
다음으로, 도 5b를 참조하면, 잉크의 토출이 이루어진 후, 제1 압전 액츄에이터(140)와 진동판(112)이 원상으로 복원되면, 압력 챔버(164)의 부피가 증가하게 된다. 이에 따른 압력 챔버(164) 내의 압력 감소로 인해 매니폴드(162)로부터 압력 챔버(164) 내부로 잉크가 리필된다. 이때, 제2 압전 액츄에이터(150)와 그 아래의 진동판(114)도 원상으로 복원되면서 리스트릭터(163)의 단면적이 증가하게 되고, 이에 따라 충분한 양의 잉크의 리필이 이루어질 수 있게 된다. Next, referring to FIG. 5B, when the ink is discharged and the first
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 있어서는 압력 챔버에는 잉크 토출을 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 액츄에이터가 마련되고 리스트릭터에는 제1 압전 액츄에이터의 구동에 연동하여 리스트릭터의 단면적을 변화시키는 제2 압전 액츄에이터가 마련된다. 이에 따라, 잉크의 토출 과정에서는 압력 챔버로부터 리스트릭터를 통해 매니폴드로 향하는 잉크의 역류를 억제할 수 있으므로, 잉크의 역류로 인한 인접한 노즐들 사이의 크로스 토크를 방지할 수 있으며, 노즐을 통해 토출되는 잉크 액적의 체적과 속도가 증가하게 된다. 또한, 잉크 리필 과정에서는 잉크의 충분한 리필도 이루어질 수 있는 효과가 있다. As described above, in the inkjet head according to the present invention, the pressure chamber is provided with a first piezoelectric actuator for providing a driving force for ink ejection, and the restrictor changes the cross-sectional area of the restrictor in conjunction with the driving of the first piezoelectric actuator. A second piezoelectric actuator is provided. Accordingly, in the ejection process of the ink, it is possible to suppress the backflow of the ink from the pressure chamber to the manifold through the restrictor, thereby preventing cross talk between adjacent nozzles due to the backflow of the ink, and ejecting through the nozzle. The volume and speed of the ink droplets to be increased. In addition, in the ink refilling process, there is an effect that sufficient refilling of the ink can also be made.
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